JPH08340212A - 発振器 - Google Patents

発振器

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JPH08340212A JP8136169A JP13616996A JPH08340212A JP H08340212 A JPH08340212 A JP H08340212A JP 8136169 A JP8136169 A JP 8136169A JP 13616996 A JP13616996 A JP 13616996A JP H08340212 A JPH08340212 A JP H08340212A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 第１発振周波数をもたらす第１周波数決定素
子１３−１６を具えるとともに、発振器を第２発振周波
数に調整するスイッチングダイオード２５、２６を経て
前記第１周波数決定素子に接続する第２周波数決定素子
２３、２４を具え、可制御電流源２７−３０を含み、ダ
イオード２５、２６に結合されこれらを導通状態と遮断
状態との間で選択的に切り換える供給回路２７−４４、
５４を具えるとともに発振器を給電する電流源４を具え
る発振器１の動作特性を改善する。 【解決手段】 発振器の電流源４を、可制御電流源２７
−３０の接続と一緒に、前記供給回路２７−４４、５４
により、発振器１の動作点及び発振振幅に及ぼされる影
響を第２周波数決定素子の接続によりほぼ補償するよう
に可制御電流源２７−３０から得れる電流に対し定めら
れた供給電流に切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１発振周波数を
発生させる第１周波数決定素子を具えるとともに、当該
発振器を第２発振周波数に調整するために少なくとも一
つのスイッチングダイオードを経て前記第１周波数決定
素子に接続することができる少なくとも一つの第２周波
数決定素子を具え、更に、少なくとも一つの可制御電流
源を含み、前記スイッチングダイオードに結合され該ス
イッチングダイオードを導通状態と阻止状態との間で選
択的に切り換える供給回路を具えるとともに当該発振器
を給電する電流源を具える発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】このタイプの発振器はＤＥ−ＯＳ４３１
４４２４号から既知である。この発振器は簡単な構造を
有し、複数の発振周波数で切り換え且つ同調させること
ができる。
【０００３】特にこのような発振器を半導体本体上に集
積する場合には、製造コストの理由から、スイッチング
ダイオードとしてベース及びコレクタを相互接続した高
周波数トランジスタを使用するのが有効である。しか
し、このような構造を有するスイッチングダイオードは
導通状態においても比較的高いインピーダンスを有す
る。スイッチングダイオードの構造に対する他の解決策
は費用がかかりすぎ、また他の欠点、例えば許容しえな
いほど高い基板電流を有する寄生トランジスタ構造が発
振器の動作状態、特に動作点に抑制不能の影響を与える
欠点を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、当初
に記載したタイプの発振器を、導通状態において比較的
高いインピーダンスを有するスイッチングダイオードで
も発振器の性能にこのような顕著な影響を与えることな
く使用しうるように改善することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、当初に記載さ
れたタイプの発振器において、発振器を給電する前記電
流源が、前記可制御電流源の接続と同時に、前記供給回
路により、発振器の動作点及び発振振幅に及ぼされる影
響を第２周波数決定素子の少なくとも一つの接続により
少なくともほぼ補償するように前記可制御電流源から得
れる電流に対し定められた供給電流に切り換えることが
できることを特徴とする。
【０００６】スイッチングダイオードが導通状態におい
ても比較的高いインピーダンスを有するために、発振器
は第２周波数決定素子の接続により第２発振周波数で動
作する場合に、第１周波数決定素子のみで第１発振周波
数で動作する場合と比較して強い減衰を有する。この減
衰を補償するために、可制御電流源により供給され、発
振器を給電する電流をスイッチングダイオードの導通状
態に応じて調整することができるが、これは発振器の動
作点のシフトを生じうる。動作点へのこの影響を補償す
るために、発振器の発振振幅への影響の補償と同時に、
可制御電流源により供給される電流もこれに応じて切り
換える。
【０００７】従って、本発明によれば、簡単な構造の発
振器及び不所望なインピーダンス値を有するスイッチン
グダイオードの使用にもかかわらず均等且つ満足な動作
特性を達成しうる。特に、回路の残部と一緒に容易に集
積しうる簡単なベース−コレクタ短絡高周波数トランジ
スタをスイッチングダイオードとして使用することがで
きる。
【０００８】本発明発振器の他の有利な実施例では、そ
れぞれのエミッタが発振器を給電する電流源を経て大地
に一緒に接続され、それぞれのコレクタがそれぞれのコ
レクタ抵抗を経て電源端子に接続された２つのトランジ
スタからなる差動増幅器段を具え、発振器を給電する前
記電流源が、スイッチングダイオードの導通状態及び遮
断状態において一致する電流をコレクタ抵抗に流すよう
に切り換えられることを特徴とする。この構成によれ
ば、第２周波数決定素子の接続時に発振器の動作点を一
定に維持することが簡単に達成され、これはコレクタ抵
抗における電圧比が変化しないためである。
【０００９】本発明の他の実施例は従属請求項に記載さ
れている。本発明のこれらの特徴及び他の特徴は以下に
記載する実施例の説明から明らかになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の回路図
を示す。発振器１はエミッタが相互接続され電流源４経
て接地された２つのトランジスタ２、３からなる差動増
幅器段を具える。トランジスタ２、３のコレクタはそれ
ぞれコレクタ抵抗５、６を経て電源端子８に接続する。
トランジスタ２、３の各コレクタはエミッタホロワトラ
ンジスタ９、１０のベースにそれぞれ接続し、これらの
トランジスタ９、１０のコレクタは電源端子８に接続す
るとともにそれらのエミッタは出力端子１１、１２に接
続する。各エミッタホロワトランジスタ９、１０のエミ
ッタを差動増幅器段のトランジスタ２、３の一つのベー
スと接続して、トランジスタ２、３の一方のコレクタを
エミッタホロワトランジスタ９、１０の各々を経て差動
増幅器段の他方のトランジスタ３、２のベースにそれぞ
れ結合する。こうして正帰還を得る。第１発振周波数用
の第１周波数決定素子を差動増幅器段のトランジスタ
２、３のコレクタ間に接続し、この周波数決定素子はイ
ンダクタンス１３、キャパシタンス１４及び可同調素子
を具える。この可同調素子は２つの逆直列接続キャパシ
タンスダイオード１５、１６を具え、その接続点１７が
制御電圧端子１８に接続され、この制御電圧端子から逆
バイアス電圧をキャパシタンスダイオード１５、１６に
印加することができる。この場合には発振器を制御電圧
端子１８を介して第１発振周波数に調整することができ
る。
【００１１】エミッタホロワトランジスタ９、１０を給
電するために、それらのエミッタは接地された電流源１
９及び２０にそれぞれ接続する。発振器１は、これをフ
ェーズロックループ内に使用する場合に、電圧制御端子
１８を介して電圧制御発振器として動作させることがで
きる。
【００１２】発振器１を第２発振周波数に切り換えるた
めに、２つの逆直列接続キャパシタンスダイオード２
３、２４を具える第２周波数決定素子を接続線２１、２
２により第１周波数決定素子１３〜１６と並列に配置す
る。第２周波数決定素子２３、２４はそれぞれスイッチ
ングダイオード２５、２６を経て接続線２１、２２に接
続する。２つの可制御電流源２７、２８及び２９、３０
を電源端子８と大地との間に、スイッチングダイオード
２５、２６の各々と直列に配置する。これは、これらの
電流源の一つをその一端により、接続線２１と第１スイ
ッチングダイオード２５との接続点、接続線２２と第２
スイッチングダイオード２６との接続点、第１スイッチ
ングダイオード２５と第２周波数決定素子の第１キャパ
シタンスダイオード２３との接続点及び第２スイッチン
グダイオード２６と第２周波数決定素子の第２キャパシ
タンスダイオード２４との接続点の一つに接続するとと
もに、電流源２７〜３０の他端を電源端子８又は大地に
接続することにより実現される。このようにすると、第
１スイッチングダイオード２５は可制御電流源２７及び
２８により附勢され、第２スイッチングダイオード２６
は可制御電流源２９及び３０により附勢される。可制御
電流源２７〜３０の切り換え、即ちスイッチオン及びス
イッチオフにより、直流電流をスイッチングダイオード
２５、２６に印加し、この電流によりこれらのダイオー
ドを導通させることができ、また可制御電流源２７〜３
０を無電流にしてスイッチングダイオード２５、２６も
阻止させることができる。前者の場合には、第２周波数
決定素子２３、２４が第１周波数決定素子１３〜１６に
並列に接続され、且つ後者の場合にはこの接続が遮断さ
れ、発振器が第１発振周波数で動作する。
【００１３】２つの抵抗３１、３２の直列配置をキャパ
シタンスダイオード２３、２４の直列配置に並列に配置
し、これらの抵抗の接続点３３を他の基準電圧端子３７
に接続する。２つの抵抗３５及び３６を具える抵抗分圧
器を基準電圧端子３７と大地との間に配置する。他の抵
抗３８をキャパシタンスダイオード２３及び２４間の接
続点と抵抗分圧器３５、３６の抵抗３５及び３６間の接
続点からなるタップ４０との間に接続する。キャパシタ
ンスダイオード２３、２４は抵抗分圧器３５、３６及び
抵抗３１、３２、３８を経て逆方向バイアスされるとと
もに、この回路配置は電流源２７〜３０のスイッチオフ
時にスイッチングダイオード２５、２６が確実に遮断さ
れるように設計する。
【００１４】可制御電流源２７〜３０は共通カレントミ
ラー構成に相互接続するのが有利である。この目的のた
めに、可制御電流源２７〜３０の各々は少なくとも一つ
の電流源トランジスタを具え、これらの電流源トランジ
スタの制御端子を図１に破線で示す動作接続４１及び４
２に従って対に組み合わせる。特に、電源端子８に接続
された電流源２７、２９及び大地に接続された電流源２
８、３０をそれぞれ動作接続４１及び４２により、好ま
しくはこれらの電流源内に存在する電流源トランジスタ
の制御端子を直結することにより共通に制御する。電流
制御回路４３は動作接続４１及び４２を共通に制御する
カレントミラーを具えるものとするのが好ましい。電流
制御回路４３内のこのカレントミラーの入力ブランチ又
は一次ブランチをスイッチングトランジスタを介してス
イッチオフしてこのブランチを選択的に無電流にするこ
とができ、従って可制御電流源２７〜３０も動作接続４
１、４２を介して無電流にすることができる。このスイ
ッチングトランジスタが電流制御回路４３を示す回路ブ
ロック内に記号的に示されている。
【００１５】動作接続４１は発振器１を給電する電流源
４にも接続する。従って、電流制御回路４３は第２周波
数決定素子２３、２４の接続時に電流源４も可制御電流
源２７及び２９と共通に切り換えることができる。この
切り換えは、発振器１が第２（低）発振周波数に切り換
えられる場合、即ちスイッチングダイオード２５、２６
が導通するとき、電流源４により供給される供給電流を
スイッチングダイオード２５、２６が遮断する動作状態
と比較して増大するように行われる。電流源４の供給電
流のこの増大は可制御電流源２７、２８の電流間の差と
可制御電流源２９、３０の電流間の差の和に等しい。可
制御電流源２７、２９が、可制御電流源２８、３０によ
り搬送される電流に加えて、電流源４の供給電流の増大
分の電流を供給する。これにより、第２周波数決定素子
２３、２４の接続時にコレクタ抵抗５、６を流れる電流
が変化しないで一定に維持されるため、発振器１の動作
点、従って発振器１内のキャパシタンスダイオード１
５、１６の動作点が一定に維持される。
【００１６】電流制御回路４３は第１駆動段４４により
制御され、本質的にはこれにより電流制御回路４３内の
スイッチングトランジスタが駆動される。第１駆動段４
４は特に差動増幅器を具え、その第１入力端子４５が制
御信号端子４６に接続され、その第２入力端子４７が他
の基準電圧端子６６と大地との間に配置された３つの抵
抗４９、５０、５１を具える第２抵抗分圧器の第１タッ
プ４８に接続される。この第２抵抗分圧器４９、５０、
５１によりその第１タップ４８にしきい値が得られ、制
御信号端子４６の制御信号はこの値で可制御電流源２７
〜３０を切り換え、即ちこの制御信号がこのしきい値を
越えるとき又はこのしきい値以下になるときに第２周波
数決定素子２３、２４を接続又は切断する。図１では、
制御信号は制御信号端子４６を基準電圧端子６６に接続
する抵抗５２と制御信号端子６６を大地に接続する可変
抵抗５３とからなる他の分圧器により制御信号端子４６
に得られる。抵抗５３と大地との間の接続はスイッチン
グ装置５９により遮断しうるようにするのが好ましい。
特に、上述した全回路配置は半導体本体上に集積するこ
とができ、制御信号端子４６はこのように形成された集
積回路配置の外部端子とするのが好ましい。この場合、
可変抵抗５３は例えば制御トランジスタ又はポテンシオ
メータにより構成することができる。
【００１７】しかし、本発明の回路配置では、第２周波
数決定素子を制御信号端子４６を介して接続又は切断す
る際に第２周波数決定素子を発振器１の所望の第２発振
周波数に同調させることもできる。この目的のために、
第２駆動段５４を設け、その第１入力端子５５を制御信
号端子４６に接続するととものその第２入力端子５６を
第２抵抗分圧器４９〜５１の第２タップ５７に接続す
る。第２駆動段５４の出力端子５８を抵抗分圧器３５、
３６の第２タップ４０に接続する。
【００１８】第１タップ４８から得られる第１駆動段４
４に対するしきい値と比較して、第２タップ５７の電圧
で与えられる第２駆動段５４に対するしきい値は、この
第２駆動段５４におけるしきい値で決まる第２駆動段５
４の制御範囲を第１駆動段４４におけるしきい値が制限
するように定める。第２駆動段５４も差動増幅器を具え
るものとするのが好ましく、入力端子５５及び５６間の
電圧の制御範囲（この制御範囲内ではこの電圧が出力端
子５８に発生される信号と線形関係にある）を第２タッ
プ５７におけるしきい値の選択により適当なレベルに定
め、制御信号端子４６の制御信号が第１駆動段４４の第
１入力端子４５においてしきい値に到達し、従ってこの
制御範囲の上限値に到達時に第２周波数決定素子２３、
２４を切り離すようにするのが好ましい。前記制御範囲
内において、キャパシタンスダイオード２３、２４のキ
ャパシタンスを変化させる調整電圧が第２タップ４０に
おいて第２周波数決定素子２３、２４のバイアス電圧に
第２駆動段５４により重畳される。
【００１９】図１に示す実施例では、コレクタ抵抗５、
６、電流源２７及び２９、及びエミッタホロワトランジ
スタ９、１０のコレクタが説明を簡単にするため同一の
電源端子８に接続されているが、所要の電圧に応じて、
数個の電源端子を設けることができる。
【００２０】フランスのビデオ信号伝送標準Ｌ及びＬ’
間で切り換えるテレビジョンＩＦ−ＰＬＬ回路用に設計
された本発明発振器の一実施例では、第１発振周波数は
伝送標準Ｌに対する３８．９ＭＨｚの画像搬送波周波数
の２倍であり、第２発振周波数は伝送標準Ｌ’に対する
３３．９ＭＨｚの画像搬送波周波数の２倍である。発振
器を伝送標準Ｌ’にセットするとき、スイッチング装置
５９を閉じて第２周波数決定素子２３、２４を接続す
る。第２周波数決定素子が接続された発振器１に対し約
１．２ＭＨｚの調整範囲を可変抵抗５３、第２駆動段５
４及びキャパシタンスダイオード２３、２４のキャパシ
タンスの変化により達成することができる。更に、本発
明発振器は動作温度及び動作電圧より高い動作状態にお
いて発振周波数の低い変化を示す。
【００２１】発振器を上述したように制御電圧端子１８
を介して調整するとき、調整特性の傾き、即ち制御電圧
端子１８の逆バイアス電圧の変化に対する発振周波数変
化の依存性が種々の発振周波数へのセット時に変化する
ことが生ずる。この傾きの変化は異なる発振周波数ごと
に周波数決定素子、好ましくはキャパシタンスダイオー
ドの値が異なることに基づく。特に、上述の発振器をフ
ェーズロックループに使用する場合には、異なる傾きが
異なる発振周波数間における制御ループの制御動作の変
化に影響を与える。
【００２２】この現象は、第２周波数決定素子２３、２
４の少なくとも一つの接続と共通にスイッチしうる利得
を有する増幅器素子６０により除去することができる。
前記利得を有する逆バイアス電圧を制御電圧端子１８に
与える調整信号がこの増幅器素子６０を経て制御電圧端
子１８に供給される。種々の発振周波数の各々に対し増
幅器素子６０の利得が、調整特性が調整信号によるすべ
ての可調整発振周波数への発振器１の調整に対し少なく
ともほぼ一致する傾きを有するように好適に調整され
る。従って、供給制御信号と発振周波数の変化との間の
異なる傾きにより相違する”伝送比”が異なる利得によ
り補正されるため、制御信号と発振周波数の変化との間
に常にほぼ等しい特性が得られる。この場合、この発振
器１を組み込むフェーズロックループはすべての可調整
発振周波数において同一の制御動作をなす。
【００２３】図１に示す実施例では、増幅器素子６０の
出力端子６１が制御電圧端子１８に接続されている。増
幅器素子６０の入力端子６２は制御信号を受信する。入
力端子６２は端子６３にも接続され、この端子からこの
制御信号を他の信号処理段へＡＦＣ信号として供給する
ことができる。増幅器素子６０の利得はスイッチング入
力端子６４を介して所望値に調整される。この目的のた
めに、スイッチング入力端子６４は電流制御回路４３の
出力端子６５に接続され、この接続は動作接続４１、４
２と同様の機能を有し、増幅器素子６０が可制御電流源
２７〜３０と同時に接続回路４３により制御即ち切り換
えられる。
【００２４】この実施例の変形例においては、増幅器素
子６０の入力端子６２を制御電圧端子１８に接続し、そ
の出力端子６１を端子６３に接続することができる。こ
の場合には、制御信号が制御電圧端子１８からキャパシ
タンスダイオード１５、１６に逆バイアス電圧として直
接供給されるとともに増幅器素子６０の入力端子６２に
供給される。そして、切り換え可能な利得により予め決
定され、逆バイアス電圧−発振周波数特性の傾きの相違
を補償する増幅処理後に、制御信号がＡＦＣ信号として
端子６３に到達する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明発振器の一実施例の回路図である。
【符号の説明】
１ 発振器 ２、３ トランジスタ（差動増幅器段） ４ 電流源 ５、６ コレクタ抵抗 ８ 電源端子 ９、１０ エミッタホロワトランジスタ １３〜１６ 第１周波数決定素子 １５、１６ キャパシタンスダイオード １８ 制御電圧端子 １９、２０ 電流源 ２３、２４ キャパシタンスダイオード（第２周波数決
定素子） ２５、２６ スイッチングダイオード ２７〜３０ 可制御電流源 ３１〜３６ 分圧器 ４１、４２ 動作接続 ４３ 電流制御回路 ４４ 第１駆動段 ４６ 制御信号端子 ５４ 第２駆動段 ５８ 動作接続

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１発振周波数をもたらす第１周波数決
    定素子（１３−１６）を具えるとともに、当該発振器
    （１）を第２発振周波数に調整するために少なくとも一
    つのスイッチングダイオード（２５、２６）を経て前記
    第１周波数決定素子（１３−１６）に接続することがで
    きる少なくとも一つの第２周波数決定素子（２３、２
    ４）を具え、更に、少なくとも可制御電流源（２７−３
    ０）を含み、前記スイッチングダイオード（２５、２
    ６）に結合され前記スイッチングダイオードを導通状態
    と遮断状態との間で選択的に切り換える供給回路（２７
    −４４、５４）を具えるとともに当該発振器（１）を給
    電する電流源（４）を具える発振器（１）において、発
    振器（１）を給電する前記電流源（４）が、前記可制御
    電流源（２７−３０）の接続と一緒に、前記供給回路
    （２７−４４、５４）により、発振器（１）の動作点及
    び発振振幅に及ぼされる影響を第２周波数決定素子の少
    なくとも一つの接続により少なくともほぼ補償するよう
    に前記可制御電流源（２７−３０）から得れる電流に対
    し定められた供給電流に切り換えることができることを
    特徴とする発振器。
  2. 【請求項２】 それぞれのエミッタが発振器（１）を給
    電する電流源（４）を経て大地に一緒に接続され、それ
    ぞれのコレクタがそれぞれのコレクタ抵抗（５、６）を
    経て電源端子（８）に接続された２つのトランジスタ
    （２、３）からなる差動増幅器段を具え、発振器（１）
    を給電する前記電流源（４）が、スイッチングダイオー
    ド（２５、２６）の導通状態及び遮断状態において対応
    する電流をコレクタ抵抗（５、６）に流すように切り換
    えられることを特徴とする請求項１記載の発振器。
  3. 【請求項３】 前記第１周波数決定素子（１３−１６）
    は第１キャパシタンス（１４−１６）を具え、第２周波
    数決定素子（２３、２４）として第２キャパシタンス
    （２３、２４）を少なくとも一つのスイッチングダイオ
    ード（２５、２６）を経て前記第１キャパシタンスと並
    列に接続しうることを特徴とする請求項１記載の発振
    器。
  4. 【請求項４】 前記供給回路（２７−４４、５４）は前
    記可制御電流源（２７−３０）を制御する第１駆動段
    （４４）を具えることを特徴とする請求項１、２又は３
    記載の発振器。
  5. 【請求項５】 前記第２周波数決定素子（２３、２４）
    の少なくとも一つの接続と一緒に切り換えることができ
    る利得を有する増幅器素子（６０）を具え、該増幅器素
    子が第１周波数決定素子（１４、１５、１６）に制御信
    号（１８）を供給することを特徴とする請求項１〜４の
    いずれかに記載の発振器。
  6. 【請求項６】 各発振周波数に対する利得が、制御信号
    （１８）によるすべての可調整発振周波数への発振器の
    制御に対する制御特性が少なくともほぼ一致する傾きを
    有するように選択されることを特徴とする請求項５記載
    の発振器。
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